基于准静态应变影响线的拱桥吊杆损伤识别及评估

为解决拱桥吊杆损伤的精确识别难题,建立了一种下承式系杆拱桥简化力学模型,并通过力法推导得到了下承式系杆拱桥吊杆应变影响线解析式,据此提出了一种基于下承式系杆拱桥吊杆准静态应变影响线指标的损伤识别方法。借助有限元法验证了该方法对于常规吊杆数目拱桥的适用性,并利用有限元模型算例研究了测试噪声、损伤位置、损伤程度、损伤类别对损伤评估结果的影响,提出了科学的车辆加载实施方案。研究结果表明:在10%的测试噪声内,准静态应变影响线差值曲率法能精准定位拱桥吊杆的局部损伤位置,并可定量评估其损伤程度,在系梁、风撑、拱肋等其他结构损伤时,该方法仍具有良好的识别效果。

在役钢管混凝土拱桥吊杆钢丝腐蚀疲劳损伤机理

为了评估在役钢管混凝土拱桥吊杆钢丝的剩余疲劳寿命,以某服役满20年拱桥所更换下来的吊杆内部高强度钢丝为研究对象,进行不同时间的加速腐蚀,获得不同腐蚀程度的钢丝试件;对试件钢丝进行表观检测、称重、疲劳试验和断口形貌分析,得到了不同腐蚀程度下钢丝的表面粗糙度、质量损失率、断裂机理和疲劳寿命,通过Weibull模型对疲劳寿命数据进行分析,得到了不同失效概率下吊杆钢丝的剩余疲劳寿命公式。结果表明:随着腐蚀程度的增加,吊杆钢丝表面粗糙度和质量损失率的数值不断增加,疲劳寿命降低且疲劳断口均为脆性破坏,打磨后的钢丝疲劳寿命有所提升;相同失效概率下,吊杆钢丝剩余疲劳寿命将随着应力比的增加或腐蚀程度的增加而减少;研究结果可为吊杆钢丝的服役状态和疲劳寿命预测提供参考。

提篮式系杆拱桥测量控制技术

近年来系杆拱桥被广泛应用于跨路、跨河等大跨度桥梁施工中,提篮式系杆拱相对于直立式系杆拱桥坐标计算更为复杂,既需要考虑纵坡对拱结构纵距的影响,又要考虑拱横向内倾内横距的影响。结合新建石家庄至衡水至黄骅港城际铁路李天木跨捷地减河系杆拱桥工程实例,论述控制网布设、系梁施工、吊杆预埋、拱肋支架安装、拱肋安装、吊杆安装等测量工作的控制要点。

中承式钢筋混凝土吊杆拱换吊杆设计与施工技术研究

吊杆拱是梁、拱、索的组合体系结构,因其跨越能力强、施工方便、造型美观等优点,自1990年以来在我国得到了大量的应用,但受限于建设年代的局限性,设计及施工相关的标准不成熟,可借鉴的工程经验少,经过近30年的运营,吊杆已远超现行规范规定使用年限的要求,部分拱桥被迫采用降低通行标准的方式运营,吊杆更换成为急待解决的问题。本文通过对比分析常规换吊杆方案,结合具体项目,对换吊杆设计与施工技术进行分析,为今后类似工程提供参考。

混凝土系杆拱桥吊杆更换施工监控技术

结合某大桥讨论了混凝土系杆拱桥吊杆更换施工的监控内容、监控步骤和监控要点,总结了吊杆更换监控的原则、监测要点和技术应用;并针对案例工程中吊杆更换施工监控结果,进行理论分析,提出方案优化建议。

吊杆损伤对大跨径斜靠式拱桥稳定性影响

斜靠式拱桥作为一种新型结构的拱桥值得研究,并且由于其独特的吊杆布置方式,吊杆损伤对稳定性影响目前需要不够了解。以跨径130m,高26m,宽44.4m的斜靠式系杆拱桥为例,采用有限元模拟的方法对拱桥不同位置吊杆损伤以及应力变化情况做出具体研究和分析。得到结论,在斜靠式拱桥4号吊杆位置处吊杆断裂对拱桥稳定性影响最大,并且偏荷载使得拱桥安全系数整体下降,在偏荷载一侧桥型屈曲波动较大。主拱吊杆在吊杆断裂时受到的应力更大,也更容易发生断裂,在靠近拱脚处的短吊杆受到的应力最大断裂后向相邻吊杆释放的冲力也越大。稳定拱吊杆在一定程度上影响拱桥稳定性,但是在断裂后向相邻位置稳定拱吊杆和对应位置主拱吊杆冲力更小,不容易发生连锁性破坏。最后得出结论,主拱吊杆承载应力更大也更容易发生破坏,需要着重加固靠近拱脚位置吊杆。

下承式系杆拱桥吊杆更换过程的受力分析

早期修建的下承式系杆拱桥受当时技术水平、材料质量及施工质量等因素的影响,随着桥梁运营时间的增加,拱桥吊杆的安全性和可靠性逐渐降低,因此需要及时更换达到设计寿命的吊杆。以某主跨为238m的大跨径钢管混凝土提篮拱桥为例,针对系杆拱桥吊杆更换过程进行受力分析,以得到更好的施工控制策略,分析结果表明:①在吊杆更换施工过程中,临时兜吊内力施工误差为2%时,施工过程中的桥面变形可控制在1.5cm以内,当临时兜吊内力施工误差为5%时,施工过程中的桥面变形达到了2.6cm以内,吊杆张拉力误差越大,桥面变形越大;②在吊杆更换施工过程中,当临时兜吊内力施工误差为5%时,桥梁应力及临时兜吊应力均能满足要求;③建议吊杆更换施工过程中,临时兜吊内力转移时严格控制施工误差在2%以内。永久吊杆与临时兜吊之间的吊杆内力转移过程中,加强监测相邻吊杆处桥面标高变化,使其变化在设计控制范围内。

某中承式钢筋混凝土箱型拱桥危桥改造技术研究

某中承式钢筋混凝土箱型拱桥,因吊杆“超期服役”,吊杆、锚头均表现出严重锈蚀的病害,且受到建设年代设计手段及设计理念的局限性制约,桥面系结构缺陷,随着交通流量及超重车辆迅速增加,桥梁处于“危险”状态。经特殊检测,采取了立即封闭交通的措施,并按照抢险救灾方式对危桥进行了维修整治,早日消除了桥梁安全隐患。

单吊点、无风撑梁拱组合体系桥梁受力特性分析

单吊点、无风撑梁拱组合体系桥梁造型新颖,但与常规梁拱组合体系桥梁相比,其受力存在差异,拱肋面外稳定问题突出。因此,研究了在恒载作用下的矢跨比、拱轴线、拱梁刚度比和吊杆倾角4个结构设计参数对结构内力和拱肋面外稳定性的影响,得出的结论是:大矢跨比可以降低拱肋轴力、提高面外稳定性,有效降低拱脚弯矩,但会增大拱顶弯矩;直线型的拱轴线可以更好地贴近于压力线,拱肋受力形式表现为轴压,但其面外屈曲系数有所降低;拱梁刚度比越大,拱顶承担荷载能力就越强,可以降低拱脚弯矩,并提升拱肋稳定性;较大的吊杆夹角可以改善拱肋的受力和面外稳定性。最后,针对各项参数的取值给出了建议,可供类似工程设计参考。

XM1200三臂拱架台车在大断面软弱围岩隧道施工中的应用

为提高大断面软弱围岩隧道微台阶、全断面法开挖初期支护拱架施工机械化水平,引进三臂拱架安装台车进行拱架安装。通过对三臂拱架安装台车参数和性能、施工工艺、与传统台车对比应用效果等多方面进行分析,主要结论如下:1)三臂拱架安装台车抓举和连接拱架可在有效保证施工人员安全的前提下,缩短拱架安装时间; 2)钢拱架安装工艺流程更规范,有效提高拱架安装精度和质量; 3)三臂拱架安装台车和传统台架、改装机械设备应用效果相比,更适应大断面软弱围岩隧道微台阶、全断面法开挖初期支护拱架施工; 4)三臂拱架安装台车除可完成拱架安装施工外,还可辅助进行部分隧道高空作业施工。

柔性吊杆拱桥吊杆锚头病害特征及检测指标

现针对柔性吊杆拱桥吊杆锚头的退化行为,系统地总结了柔性吊杆锚头的安全性和耐久性病害特征。指出钢丝墩头锈蚀、内外螺纹锈蚀、锚头开裂和变形是墩头锚、冷铸墩头锚的主要退化风险;钢绞线滑移或回缩、夹片破损或缺失是夹片锚的主要安全风险。同时,针对现行规范中关于柔性吊杆锚头检测指标方面的不足,在归纳梳理影响柔性吊杆锚头安全与耐久性能检测指标的基础上,建立了柔性吊杆锚头的检测指标体系。

某异型系杆拱桥吊杆张拉控制分析

刚性拱柔性系杆组成的系杆拱桥可通过张拉吊杆调整主梁成桥线形,本文以某异型拱桥主梁在恒载作用下的竖向位移为零为控制目标,利用影响矩阵法计算各吊杆同时张拉时的张拉力,计算结果符合该异型系杆拱桥的结构体系规律。考虑到实际施工中各吊杆必须分批次张拉,先期和后期张拉的吊杆会相互影响,导致不同张拉顺序各吊杆的张拉力也不同,本文利用倒装法按照四种不同的张拉方案计算各吊杆实际施工过程中需要的张拉力,以使吊杆全部张拉完成后满足设计成桥状态。最后,通过比较分析得出该异型系杆拱桥最为合理的张拉方案。

某市斜靠式提篮拱桥设计特点

斜靠式混凝土系杆拱桥的承重结构采用两根主拱肋与两根稳定拱肋,在车行道两侧主拱肋与稳定拱肋面对面斜靠在一起,如此布置,两主拱肋间取消了风撑,消除了行车压抑感,并且具有独特的横向稳定性和美观等特点.主拱肋和系梁在端横梁处连成整体,主拱肋和稳定拱肋的所有吊杆通过桥面系的中横梁把拱肋和桥面连接在一起,下部结构采用桩基.拱肋的跨度大、空间结构复杂,且采用现场浇注,要求施工时必须加强施工中的监控工作.

吊杆拱桥更换拉索工程的施工工艺

以合肥市寿春路桥吊杆更换为例,较全面地阐述了换索原因、施工前期准备、施工工艺及施工监测等情况,以期为国内其它此类型桥梁换索维修提供借鉴。

中承式提篮拱桥吊杆断裂易损性分析

吊杆断裂是中承式提篮拱桥典型的损伤形式。为了研究其在吊杆断裂情况下的易损性问题,以一座中承式提篮拱桥为对象,通过建立有限元模型,得出吊杆断裂情况下的动态响应,进而计算出静力放大系数,再采用静力放大系数法考虑吊杆断裂的冲击作用,以此对其易损性进行评估。结果表明:不同位置的单吊杆断裂时,其相邻吊杆易损性指数变化较大,其中在长吊杆位置处的易损性指数较大,已超过设计弯曲应力容许值,对结构安全不利。

异形斜杆三连拱桥受力性能及稳定性分析

异形斜杆拱桥在设计阶段结构参数均为理想值,施工过程中,施工机械以及材料堆积会对主梁及拱肋等产生荷载作用,运营过程中,钢材的弹性模量会受到温度和周围介质的影响及自身因素的影响发生变化,为全面了解异形斜杆拱桥结构的受力特点,需要在结构参数变化时,对其力学性能的变化规律进行一定的分析和了解。以陕西某特大桥主桥设计方案为背景,借助有限元计算软件Midas/Civil建立了该桥空间有限元模型,研究了异形斜杆三连拱桥主梁及拱肋在不同结构参数下对主梁位移、主拱肋轴力、吊杆索力等的影响,同时分析了在成桥状态下仅有恒载作用时,主拱肋外倾角分别为0°、8°、16°、24°共4种工况下的该桥第1类稳定问题,证明了主拱肋外倾角度选择的合理性,为以后同类桥梁的设计、施工及后期检测提供参考。

中承式吊杆拱桥的运行检查及病害原因分析

通过对一座运行11年的中乘式钢筋混凝土拱桥的检测,提出一套较为可行的试验检测方法,并对检测出的桥梁病害,进行了原因分析,提出了相应的处置措施。

三角刚架预应力及吊杆力对V墩异型钢混梁拱组合桥力学行为影响分析

为了研究结构设计参数对V墩异型钢混梁拱组合桥力学性能的影响,采用数值分析方法,利用有限元软件建立分析模型,分析了结构对于V墩预应力、吊杆张拉力变化引起的内力和变形结果.分析表明:该结构的静力力学性能对V墩预应力值和吊杆力大小的变化敏感;V墩预应力不宜增大,适当提高吊杆张拉力的大小能够明显减小跨中截面的挠度值.

吊杆拱桥考虑结构缺陷及交通量增加的受力特性

为研究吊杆拱桥考虑结构缺陷及交通量增加条件下受力特性,以攀枝花倮果金沙江大桥为工程背景建立有限元分析模型进行相关计算分析。首先介绍了系杆类桥梁常见损坏模式及其影响因素,然后以倮果大桥为研究对象分别对由拱肋线形缺陷、吊杆线形缺陷、吊杆失效以及交通量增加引起的吊杆力变化进行计算分析。结果表明:吊杆力对拱肋竖向缺陷比对横向缺陷更为敏感;吊杆线形缺陷对短吊杆的影响比对长吊杆更为显著,在短吊杆中容易激起较大的次生弯矩及剪力;单吊杆失效将显著改变临近杆件的力学特性,短吊杆区域较长吊杆区域失效蔓延速度更快。交通量增加加速了结构的疲劳破坏。

中承式系杆拱桥承载力评定与加固技术研究

在分析某中承式系杆拱桥的横向稳定性及吊杆和横梁病害的基础上,对该桥进行有限元建模,并进行了受力分析及荷载试验评定.分析结果表明,该桥横向联系不足,吊杆和横梁的安全系数偏低.对此,提出了拱肋加横撑、更换吊杆、横梁粘贴钢板的加固方案.加固后对桥梁进行了荷载试验和吊杆索力测试,结果表明,加固方案对解决中承式系杆拱桥的病害问题是有效的,可为类似桥梁的加固工程参考.